DE19745168B4 - Starting process for Stirling engines - Google Patents

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Abstract

Verfahren, insbesondere in einem Kraftfahrzeug, zum Verringern der Kaltstartzeit bei Stirling-Motoren mit einem Hitzkopf, welcher mittels eines Brenners, der eine Luftversorgung und ein Zündsystem aufweist, über einen Wärmetauscher mit Wärmeenergie versorgt wird, wobei der Brenner abgasseitig einen Abgaskatalysator aufweist,
gekennzeichnet durch folgende Schritte,
(a) Betreiben des Stirling-Motors als Wärmepumpe, so dass sich der Hitzkopf erwärmt,
(b) Starten der Luftversorgung des Brenners, so dass Luft durch den Wärmetauscher strömt und abgasseitig den Abgaskatalysator erwärmt,
(c) Starten des Brenners, und
(d) Umschalten des Stirling-Motors von dem Betrieb als Wärmepump in einen Antriebsmodus.
Method, in particular in a motor vehicle, for reducing the cold start time in Stirling engines with a hot head, which is supplied with heat energy by means of a burner, which has an air supply and an ignition system via a heat exchanger, wherein the burner has an exhaust gas catalyst on the exhaust side,
characterized by the following steps,
(a) operating the Stirling engine as a heat pump so that the hot head heats up,
(b) starting the air supply to the burner so that air flows through the heat exchanger and heats the exhaust gas catalyst on the exhaust side,
(c) starting the burner, and
(d) switching the Stirling engine from operating as a heat pump to a drive mode.

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren, insbesondere in einem Kraftfahrzeug, zum Verringern der Kaltstartzeit bei Stirling-Motoren mit einem Hitzkopf, welcher mittels eines Brenners, der eine Luftversorgung und ein Zündsystem aufweist, über einen Wärmetauscher mit Wärmeenergie versorgt wird, wobei der Brenner abgasseitig einen Abgaskatalysator aufweist. Ferner betrifft die Erfindung eine Anordnung, insbesondere in einem Kraftfahrzeug, mit einem Stirling-Motor, der einen Hitzkopf aufweist, welcher mittels eines Brenners, der eine Luftversorgung und ein Zündsystem aufweist, über einen Wärmetauscher mit Wärmeenergie versorgt wird, wobei der Brenner abgasseitig einen Abgaskatalysator aufweist.The The invention relates to a method, in particular in a motor vehicle, to reduce the cold start time on Stirling engines with a Hitzkopf, which by means of a burner, the air supply and an ignition system has, over a heat exchanger with heat energy is supplied, the burner exhaust side an exhaust gas catalyst having. Furthermore, the invention relates to an arrangement, in particular in a motor vehicle, with a Stirling engine that is a hothead having, by means of a burner, the air supply and an ignition system has, over a heat exchanger with Thermal energy is supplied, the burner exhaust side an exhaust gas catalyst having.

Stirling-Stromaggregate werden insbesondere zur Reichweitenerhöhung von batteriebetriebenen Elektrofahrzeugen oder als Direktantrieb, beispielsweise in Kraftfahrzeugen, verwendet. Dabei ist es besonders bevorzugt, daß der Hitzkopf der Stirling-Maschine mittels eines Brenners mit Wärmeenergie versorgt wird, so daß die Stirlingmaschine Arbeit leistet.Stirling generators be especially to increase the range of battery-powered Electric vehicles or as a direct drive, for example in motor vehicles, used. It is particularly preferred that the hothead of the Stirling engine by means of a burner with thermal energy is supplied, so that the Stirling engine does work.

Wegen der kontinuierlichen Verbrennung unter quasi atmosphärischen Bedingungen entstehen im Brenner wenig Schadstoffe, welche von den Abgasen des Brenners an die Umgebung abgegeben werden. Die Schadstoffkonzentrationen von modernen Brennern sind denen von Ottomotoren mit katalytischer Nachbehandlung vergleichbar.Because of continuous combustion under quasi-atmospheric Conditions arise in the burner little pollutants, which of the Exhaust gases of the burner are discharged to the environment. The pollutant concentrations of modern burners are those of gasoline engines with catalytic Post-treatment comparable.

Zur weiteren Verbesserung bzw. Verminderung der Schadstoffkonzentrationen in den Abgasen des Brenners ist es aus der Dissertation "A Study on a Low Emission Combustor" von Johann Nilsson, Lund 1994, Schweden, bekannt, den Brenner zusätzlich abgasseitig mit einem Abgaskatalysator zu versehen, um auch extremste Abgasgrenzwerte einzuhalten.to further improvement or reduction of pollutant concentrations in the exhaust gases of the burner it is from the dissertation "A Study on a Low Emission Combustor "by Johann Nilsson, Lund 1994, Sweden, known, the burner additionally exhaust equipped with a catalytic converter to even the most extreme emission limits observed.

Es ist allerdings nachteilig, daß Stirling-Motoren lange Aufheizphasen benötigen, die etwa 30 bis 240 Sekunden bei Nennleistung des Brenners liegen. In dieser Aufheizphase ist die katalytische Wirkung des Abgaskatalysators noch nicht erreicht. Erst wenn letzterer seine Betriebstemperatur erreicht hat, erfolgt eine entsprechende katalytische Wirkung zur Verminderung der Schadstoffkonzentrationen in den Abgasen des Brenners.It However, it is disadvantageous that Stirling engines need long periods of heating, which are about 30 to 240 seconds at nominal power of the burner. In this heating phase is the catalytic effect of the catalytic converter not reached yet. Only when the latter is at its operating temperature has reached, there is a corresponding catalytic effect to reduce the pollutant concentrations in the exhaust gases of the burner.

Aus der DE 27 53 908 A1 ist es bekannt, zur Verkürzung der Kaltstartzeit ein elektrisches Heizelement innerhalb einer zentralen Zone eines Regenerators des Stirling-Motors vorzusehen.From the DE 27 53 908 A1 It is known to provide an electric heating element within a central zone of a regenerator of the Stirling engine to shorten the cold start time.

In der DE 43 20 356 A1 wird beispielsweise vorgeschlagen, gekühlte und erhitzte Verdrängerzylinder mit den Arbeitszylindern unterschiedlich zusammenzuschalten. Dies dient jedoch lediglich einem Wechsel der Laufrichtung der Stirling-Maschine im Betrieb. Auf die Kaltstart-Phasen insbesondere des Brenners hat dies keinen Einfluß.In the DE 43 20 356 A1 For example, it is proposed to interconnect cooled and heated displacement cylinders with the working cylinders differently. However, this merely serves to change the running direction of the Stirling engine during operation. This has no influence on the cold start phases, in particular of the burner.

Für mit einem Lineargenerator gekoppelte Stirling-Freikolbenmotoren mit Verdränger- und Arbeitskolben ist es aus der EP 0 113 740 B1 bekannt, mittels Phasenverschiebung zwischen Verdränger- und Arbeitskolben den Stirling-Motor auf Wärmepumpenbetrieb umzuschalten.For coupled with a linear generator Stirling free piston engines with positive displacement and working piston, it is from the EP 0 113 740 B1 It is known to switch the Stirling engine to heat pump operation by means of a phase shift between displacer and working piston.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Anordnung der obengenannten Art zur Verfügung zu stellen, wobei ein abgasoptimiertes Startverfahren für Stirling-Motoren erzielt werden soll.Of the The present invention is therefore based on the object, a method and an arrangement of the above type available using an exhaust-optimized starting process for Stirling engines should be achieved.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren der obengenannten Art mit den in Anspruch 1 angegebenen Schritten und durch einen Anordnung mit den in Anspruch 13 gekennzeichneten Merkmalen gelöst.These The object is achieved by a Process of the abovementioned type with those specified in claim 1 Steps and by an arrangement having the features characterized in claim 13 solved.

Dazu sind erfindungsgemäß folgende Schritte vorgesehen:

  • (a) Betreiben des Stirling-Motors als Wärmepumpe, so daß sich der Hitzkopf erwärmt,
  • (b) Starten der Luftversorgung des Brenners, so daß Luft durch den Wärmetauscher strömt und abgasseitig den Abgaskatalysator erwärmt,
  • (c) Starten des Brenners, und
  • (d) Umschalten des Stirling-Motors von dem Betrieb als Wärmepump in einen Antriebsmodus.
For this purpose, the following steps are provided according to the invention:
  • (a) operating the Stirling engine as a heat pump so that the hothead heats up,
  • (b) starting the air supply to the burner so that air flows through the heat exchanger and heats the exhaust gas catalyst on the exhaust side,
  • (c) starting the burner, and
  • (d) switching the Stirling engine from operating as a heat pump to a drive mode.

Dies hat den Vorteil, daß Kaltstartemissionen weitgehend vermieden werden und die katalytische Wirkung des Abgaskatalysators im Brenner nach dem Anlassen des Striling-Motors sofort zur Verfügung steht.This has the advantage that cold start emissions largely be avoided and the catalytic effect of the catalytic converter in the burner immediately after starting the Striling engine is available.

Dazu wird in vorteilhafter Weise ohnehin meist in einer Batterie vorhandene, elektrische Energie dadurch genutzt, daß der Stirling-Motor mit einem Elektromotor, wie beispielsweise einem Anlasser, oder mit einem elektrischen Generator verbunden ist, wobei der Elektromotor oder der Generator als Antriebsmotor den Stirling-Motor in Schritt (a) antreibt.To is advantageously present anyway mostly in a battery, electrical energy used by the Stirling engine with an electric motor, such as a starter, or with an electric generator is connected, wherein the electric motor or the generator as a drive motor drives the Stirling engine in step (a).

Ein einfaches Verfahren ohne besonderen zusätzlichen apparativen Aufwand erzielt man dadurch, daß Schritt (a) durch Antreiben des Stirling-Motors in umgekehrter Richtung als in Schritt (d) erfolgt.One Simple process without special additional equipment one achieves that by step (a) by driving the Stirling engine in the reverse direction as in step (d).

Ein einfaches Starverfahren ohne notwendige Laufrichtungsumkehr des Stirlingmotors erzielt man dadurch, daß Schritt (a) durch Antreiben des Stirling-Motors in gleichsinniger Richtung wie in Schritt (d) erfolgt und die Gaskreisläufe des Stirling-Motors mittels Ventile umgeschaltet werden.A simple star process without the necessary reversal of the direction of rotation of the Stirling engine is achieved by step (a) by driving the Stirling engine in the same direction as in Step (d) takes place and the gas circuits of the Stirling engine are switched by means of valves.

In besonders bevorzugter Weise erzielt man ein wirkungsvolles Startverfahren dadurch, daß der Stirling-Motor ein Freikolbenmotor mit Verdränger- und Arbeitskolben ist und Schritt (a) durch Phasenverschiebung zwischen Verdränger- und Arbeitskolben erfolgt.In particularly preferably, an effective starting process is achieved in that the Stirling engine a free-piston engine with positive displacement and Working piston is and step (a) by phase shift between expeller and working piston takes place.

In vorteilhafter Weise erfolgen dabei Schritt (b) und/oder Schritt (c) nach einer vorbestimmten Zeit. Dies ermöglicht eine einfache und kostengünstige Realisierung des erfindungsgemäßen Startverfahrens.In Advantageously, in this case, step (b) and / or step take place (c) after a predetermined time. This allows a simple and cost-effective implementation the starting method according to the invention.

In besonders vorteilhafter Weise erfolgt zwischen Schritt (a) und Schritt (b) der folgende zusätzliche Schritt,

  • (a1) Messen der Temperatur des Hitzkopfes und Ausführen von Schritt (b), wenn der Hitzkopf eine erste vorbestimmte Temperatur erreicht hat;
und/oder zwischen Schritt (b) und Schritt (c) der folgende zusätzliche Schritt,
  • (b1) Messen der Temperatur des Abgaskatalysators und Ausführen von Schritt (c), wenn der Abgaskatalysator eine zweite vorbestimmte Temperatur erreicht hat.
In a particularly advantageous manner, the following additional step takes place between step (a) and step (b),
  • (a1) measuring the temperature of the hot-head and performing step (b) when the hot-head has reached a first predetermined temperature;
and / or between step (b) and step (c) the following additional step,
  • (b1) measuring the temperature of the catalytic converter and performing step (c) when the catalytic converter has reached a second predetermined temperature.

Die hat den Vorteil, daß immer eine ausreichend lange Aufheizphase bis zur sicheren Erreichung der Betriebstemperatur aller Teile gewährleistet ist, unabhängig von unterschiedlichsten Umgebungsbedingungen.The has the advantage that always a sufficiently long heating up to the safe achievement the operating temperature of all parts is guaranteed, regardless of different environmental conditions.

Bei einer o.g. Anordnung ist es erfindungsgemäß vorgesehen, daß am Stirling-Motor Ventile vorgesehen sind, welche bei gleichbleibender Betriebsrichtung des Stirling-Motors die Gaskreisläufe des Stirling-Motors umschalten, so daß der Stirlingmotor als Wärmepumpe Arbeitet, d.h., daß sich der Hitzkopf erwärmt. Dies hat den Vorteil, daß am Ende der Aufwärmphase zum Umschalten auf den normalen Betrieb, keine Laufrichtungsumkehr der Stirling-Maschine erfolgen muß.at an o.g. Arrangement, it is inventively provided that the Stirling engine Valves are provided, which at the same operating direction the Stirling engine to switch the gas circuits of the Stirling engine, so that the Stirling engine as heat pump Works, that is the hothead warmed up. This has the advantage that on End of the warm-up phase to switch to normal operation, no reverse direction the Stirling machine must be done.

Weitere Merkmale, Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, sowie aus der nachstehenden Beschreibung der Erfindung an Hand der beigefügten Zeichnung. Diese zeigt in einer Schnittansicht einen Brenner zum Betrieb eines Stirling-Motors.Further Features, advantages and advantageous embodiments of the invention arise from the dependent ones claims, and from the following description of the invention with reference to the attached Drawing. This shows in a sectional view of a burner for Operation of a Stirling engine.

Der Brenner 10 in der Figur weist eine Kraftstoffzufuhr 12, eine Luftzufuhr 14, Luftleitkanäle 16 eines Luftvorwärmers (Wärmetauschers), eine Mischzone 20 und einen Brennraum 22 auf, wobei letzterer von einem Deckel 24 verschlossen ist. Die Frischluft strömt dabei entlang des durch Richtungspfeile 36 markierten Weges. Eine Zündkerze 28 liefert einen Funken für die Initialzündung des Brenners 10. Abgase 34 werden über Abgaskanäle 30, 32 nach außen abgeführt. Dabei passieren die Abgase 34 zunächst einen Abgaskatalysator 40, bevor sie dann im Luftvorwärmer (Luftleitkanal 16) die Frischluft vorerwärmen.The burner 10 in the figure has a fuel supply 12 , an air supply 14 , Air ducts 16 an air preheater (heat exchanger), a mixing zone 20 and a combustion chamber 22 on, the latter of a lid 24 is closed. The fresh air flows along the directional arrows 36 marked way. A spark plug 28 provides a spark for the initial ignition of the burner 10 , exhaust 34 be via exhaust ducts 30 . 32 discharged to the outside. The exhaust gases pass by 34 first an exhaust gas catalyst 40 before then in the air preheater (air duct 16 ) Preheat the fresh air.

Am Brennraum 22 ist ein Wärmetauscher 26 vorgesehen, der den Brennraum 22 mit einem Hitzkopf einer Stirling-Maschine (nicht dargestellt) thermisch verbindet. Durch die Verbrennung eines Gas-Kraftstoff-Gemisches im Brennraum 22 wird Wärme freigesetzt, die über den Wärmetauscher 26 dem Hitzkopf des Stirling-Motors zugeführt wird. Dieser nutzt in bekannter Weise die Wärmeenergiedifferenz zwischen dem Hitzkopf und einem kalten Wärmereservoir (nicht dargestellt) zur Arbeitsleistung.At the combustion chamber 22 is a heat exchanger 26 provided the combustion chamber 22 with a hot head of a Stirling machine (not shown) thermally connects. By burning a gas-fuel mixture in the combustion chamber 22 Heat is released through the heat exchanger 26 fed to the hothead of the Stirling engine. This uses in a known manner, the heat energy difference between the hothead and a cold heat reservoir (not shown) to work performance.

Die Erfindung basiert im wesentlichen darauf, einen Großteil der Energie zur Aufheizung nicht über den Betrieb eines noch kalten Brennersystems zuzuführen, sondern über einen reversiblen Antrieb des Stirling-Motors mittels eines elektrischen Antriebs, wie einem Anlasser oder einem Generator oder ähnlichem, wie einem Stromerzeuger in einem Elektrofahrzeug. Die Katalyse kann somit sofort nach Brennerstart einsetzten, was die Kaltstartemissionen erheblich reduziert oder ganz vermeidet.The Invention is essentially based on much of the Energy for heating is not over to supply the operation of a still cold burner system, but over a reversible drive of the Stirling engine by means of an electric Drive, such as a starter or a generator or the like, like a power generator in an electric vehicle. Catalysis can thus started immediately after burner start, what the cold start emissions significantly reduced or completely avoided.

Die Startwärmeversorgung erfolgt dabei erfindungsgemäß entweder durch Umschaltung der Arbeitkreisläufe des Stirling-Motors mittels Ventile unter Beibehaltung der Drehrichtung des Stirling-Motors oder durch Drehrichtungsumkehr des Stirling-Motors beim Anlaßvorgang bzw. in der Aufheizphase.The Start heating supplies takes place according to the invention either by switching the working circuits of the Stirling engine by means of Valves while maintaining the direction of rotation of the Stirling engine or by reversing the direction of rotation of the Stirling engine during the starting process or in the heating phase.

In beiden Fällen arbeitet der Stirling-Motor als Wärmepumpe. Die Wärme wird einem Kühlkreislauf entzogen und dem Hitzkopf des Stirling-Motors zugeführt. Da der Hitzkopf in Kombination mit dem Wärmetauscher 26 für einen verlustarmen Wärmetransport vom Brennergas im Brennraum 22 zum Arbeitsgas des Hitzkopfes ausgelegt ist, sind in umgekehrter Richtung ebenfalls nur geringe Verluste vorhanden und der sich erwärmende Hitzkopf erwärmt den Wärmetauscher 26 und damit das im Brennraum 22 befindliche Gas.In both cases, the Stirling engine works as a heat pump. The heat is removed from a cooling circuit and fed to the hot head of the Stirling engine. Because the hothead in combination with the heat exchanger 26 for a low-loss heat transfer from the burner gas in the combustion chamber 22 is designed for working gas of the Hitzkopfes, in the opposite direction also only small losses are present and the heating hot head heats the heat exchanger 26 and that in the combustion chamber 22 located gas.

Nachdem der Wärmetauscher 26 eine ausreichende Temperatur erreicht hat, wird mit der Zufuhr von Frischluft begonnen, ohne jedoch Kraftstoff zuzuführen und daher ohne Verbrennung im Brennraum 22. Die Luft 14 strömt durch die Mischzone 20, in den Brennraum 22 und wird dort vom Wärmetauscher 26 erwärmt. Dann strömt die Luft über die Kanäle 30, 32 und durch den Katalysator 40 und den Wärmetauscher an den Luftleitkanälen 16 ab, wobei der Katalysator 40 von der durchströmenden Luft erwärmt wird.After the heat exchanger 26 has reached a sufficient temperature, is started with the supply of fresh air, but without supplying fuel and therefore without combustion in the combustion chamber 22 , The air 14 flows through the mixing zone 20 , in the combustion chamber 22 and gets there from the heat exchanger 26 heated. Then the air flows over the channels 30 . 32 and through the catalyst 40 and the heat exchanger on the air ducts 16 starting with the catalyst 40 is heated by the air flowing through.

Sobald der Katalysator seine Betriebstemperatur erreicht hat oder kurz vorher, beginnt die Zuführung von Kraftstoff 38 und ein Funke der Zündkerze 28 startet die Verbrennung im Brennraum 22 und somit den Betrieb des Brenners 10. Der Stirling-Motor wird vom Wärmepumpenmodus wieder zurück in den Antriebsmodus geschaltet.Once the catalyst has reached its operating temperature or shortly before, the supply of fuel begins 38 and a spark of the spark plug 28 starts the combustion in the combustion chamber 22 and thus the operation of the burner 10 , The Stirling engine is switched back to drive mode by heat pump mode.

Bei der Verbrennung entstehende Abgase 34 werden nun sofort im Katalysator 40 einer wirksamen Katalyse unterzogen, so daß die Schadstoffkonzentrationen entsprechend von Beginn des Betriebs des Brenners an effektiv reduziert werden. Eine schadstoffreiche Aufwärmphase ist somit wirksam vermieden.Exhaust gases generated during combustion 34 Now be immediately in the catalyst 40 effective catalysis, so that the pollutant concentrations are effectively reduced accordingly from the beginning of the operation of the burner. A pollutant-rich warm-up phase is thus effectively avoided.

Das beschriebene Startverfahren kann sinngemäß auch auf Freikolbenmotoren angewendet werden. Hierbei ist durch Steuerung einer Phasenverschiebung zwischen Verdränger- und Arbeitskolben der Motor auf Wärmepumpenbetrieb umzuschalten. Die Umsteuerung kann beispielsweise allein durch Softwareänderung im Wechselrichter des Lineargenerators geleistet werden, ohne zusätzlichen gerätetechnischen Aufwand.The described start method can also apply mutatis mutandis to free-piston engines be applied. This is by controlling a phase shift between displacer and working piston of the engine to switch to heat pump operation. The reversal can, for example, solely by software change be done in the inverter of the linear generator, without additional tech equipment Effort.

Claims (13)

Verfahren, insbesondere in einem Kraftfahrzeug, zum Verringern der Kaltstartzeit bei Stirling-Motoren mit einem Hitzkopf, welcher mittels eines Brenners, der eine Luftversorgung und ein Zündsystem aufweist, über einen Wärmetauscher mit Wärmeenergie versorgt wird, wobei der Brenner abgasseitig einen Abgaskatalysator aufweist, gekennzeichnet durch folgende Schritte, (a) Betreiben des Stirling-Motors als Wärmepumpe, so dass sich der Hitzkopf erwärmt, (b) Starten der Luftversorgung des Brenners, so dass Luft durch den Wärmetauscher strömt und abgasseitig den Abgaskatalysator erwärmt, (c) Starten des Brenners, und (d) Umschalten des Stirling-Motors von dem Betrieb als Wärmepump in einen Antriebsmodus.Method, in particular in a motor vehicle, to reduce the cold start time on Stirling engines with a Hitzkopf, which by means of a burner, the air supply and an ignition system has, over a heat exchanger with heat energy is supplied, the burner exhaust side an exhaust gas catalyst having, characterized by the following steps, (A) Operating the Stirling engine as a heat pump, so that the Hothead warmed, (B) Start the air supply of the burner, allowing air through the heat exchangers flows and the exhaust gas catalyst is heated on the exhaust side, (c) starting the burner, and (D) switching the Stirling engine from the operation as heat pump in a drive mode. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stirling-Motor mit einem Elektromotor, wie beispielsweise einem Anlasser, verbunden ist.Method according to claim 1, characterized in that that the Stirling engine with an electric motor, such as a Starter, is connected. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in Schritt (a) der Elektromotor den Stirling-Motor antreibt.Method according to claim 2, characterized in that that in Step (a) the electric motor drives the Stirling engine. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stirling-Motor mit einem elektrischen Generator verbunden ist.Method according to claim 1, characterized in that that the Stirling engine is connected to an electric generator. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in Schritt (a) der Generator als Antriebsmotor den Stirling-Motor antreibt.Method according to claim 4, characterized in that that in Step (a) the generator as a drive motor drives the Stirling engine. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Schritt (a) durch Antreiben des Stirling-Motors in umgekehrter Richtung als in Schritt (d) erfolgt.Method according to at least one of claims 1 to 5, characterized in that step (a) by driving the Stirling engine in the reverse direction as in step (d). Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Schritt (a) durch Antreiben des Stirling-Motors in gleichsinniger Richtung wie in Schritt (d) erfolgt und die Gaskreisläufe des Stirling-Motors mittels Ventile umgeschaltet werden.Method according to at least one of claims 1 to 5, characterized in that step (a) by driving the Stirling engine in the same direction as in step (d) takes place and the gas circuits of the Stirling engine means Valves are switched. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Stirling-Motor ein Freikolbenmotor mit Verdränger- und Arbeitskolben ist und Schritt (a) durch Phasenverschiebung zwischen Verdränger- und Arbeitskolben erfolgt.Method according to at least one of claims 1 to 5, characterized in that the Stirling engine is a free-piston engine with positive displacement and working piston and step (a) by phase shifting between displacer and Working piston takes place. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß Schritt (b) nach einer vorbestimmten Zeit erfolgt.Method according to at least one of claims 1 to 8, characterized in that step (b) after a predetermined time. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Schritt (a) und Schritt (b) der folgende zusätzliche Schritt erfolgt, (a1) Messen der Temperatur des Hitzkopfes und Ausführen von Schritt (b), wenn der Hitzkopf eine erste vorbestimmte Temperatur erreicht hat.Method according to at least one of claims 1 to 8th, characterized in that between step (a) and step (b) the following additional Step done, (a1) Measure the temperature of the hothead and execute of step (b) when the hothead is at a first predetermined temperature has reached. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß Schritt (c) nach einer vorbestimmte Zeit erfolgt.Method according to at least one of claims 1 to 10, characterized in that step (c) after a predetermined time. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Schritt (b) und Schritt (c) der folgende zusätzliche Schritt erfolgt, (b1) Messen der Temperatur des Abgaskatalysators und Ausführen von Schritt (c), wenn der Abgaskatalysator eine zweite vorbestimmte Temperatur erreicht hat.Method according to at least one of claims 1 to 10 characterized in that between step (b) and step (c) the following additional Step done, (b1) measuring the temperature of the catalytic converter and To run of step (c) when the exhaust catalyst is a second predetermined one Temperature has reached. Anordnung, insbesondere in einem Kraftfahrzeug und insbesondere zur Ausführung eines Verfahrens gemäß wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 12, mit einem Stirling-Motor, der einen Hitzkopf aufweist, welcher mittels eines Brenners (10), der eine Luftversorgung (14) und ein Zündsystem (28) aufweist, über einen Wärmetauscher (26) mit Wärmeenergie versorgt wird, wobei der Brenner (20) abgasseitig einen Abgaskatalysator (40) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß, am Stirling-Motor Ventile vorgesehen sind, welche bei gleichbleibender Betriebsrichtung des Stirling-Motors die Gaskreisläufe des Stirling-Motors umschalten, so daß der Stirlingmotor als Wärmepumpe arbeitet, d.h., daß sich der Hitzkopf erwärmt.Arrangement, in particular in a motor vehicle and in particular for carrying out a method according to at least one of Claims 1 to 12, with a Stirling engine which has a hot head which is heated by means of a burner ( 10 ), which supplies an air supply ( 14 ) and an ignition system ( 28 ), via a heat exchanger ( 26 ) is supplied with thermal energy, the burner ( 20 ) on the exhaust side an exhaust gas catalyst ( 40 ), characterized in that, are provided on the Stirling engine valves, which at the same operating direction of the Stirling engine, the gas circuits of the Stir Toggle ling engine so that the Stirling engine operates as a heat pump, ie, that the hot head heats up.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2816365B1 (en) 2000-11-03 2003-02-14 Renault METHOD FOR CONTROLLING A STIRLING ENGINE USED FOR THE PROPULSION OF A MOTOR VEHICLE, AND DEVICE FOR CARRYING OUT SAID METHOD
DE102017112850A1 (en) * 2017-06-12 2018-12-13 Frauscher Holding Gmbh Plant for the production of electrical energy

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2753908A1 (en) * 1976-12-06 1978-06-08 Ford Werke Ag DEVICE TO REDUCE THE COLD STARTING TIME ON STIRLING ENGINES
EP0113740B1 (en) * 1982-07-27 1987-03-04 Mechanical Technology Incorporated Start-up and control method and apparatus for resonant free piston stirling engine
DE4320356A1 (en) * 1993-06-19 1994-12-22 Thorsten Vos Displacement-type Stirling heat engine

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2753908A1 (en) * 1976-12-06 1978-06-08 Ford Werke Ag DEVICE TO REDUCE THE COLD STARTING TIME ON STIRLING ENGINES
EP0113740B1 (en) * 1982-07-27 1987-03-04 Mechanical Technology Incorporated Start-up and control method and apparatus for resonant free piston stirling engine
DE4320356A1 (en) * 1993-06-19 1994-12-22 Thorsten Vos Displacement-type Stirling heat engine

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
NILSSON,J.: A Study on a low Emission Combustor, Disseration, und 1994 *

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DE19745168A1 (en) 1998-04-16

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